JP2010089928A - 異常検出装置および棚 - Google Patents

Abstract

【課題】棚に収納された物品の重量変化を簡易かつ安価な構成で検出して、装置コストを抑制する。
【解決手段】物品としての商品を収納する棚１の横板部１７に異常検出装置４を設置する。異常検出装置４に、内部に流体が封入されるチューブ部材４０と、一般市販品の圧力センサ４１と、物品が載置される棚板４２とを設ける。チューブ部材４０の一方端を封止するとともに、他方端を圧力センサ４１に連結する。そして、横板部１７と棚板４２との間にチューブ部材４０と圧力センサ４１とを設置し、棚板４２に載置された物品の荷重をチューブ部材４０で支持する構造とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、倉庫や店舗において、棚に収納された製品や商品といった物品の重量変化を検出して、当該物品の異常を検出する技術に関する。

物流倉庫ではピッキング棚等に製品が収納され保管される。また、店舗では、陳列棚に商品が収納され陳列される。このような棚には物品を収納する複数の収納スペースが設けられており、物品が補充されたり、搬出されたりすることによって収納スペースにおける物品の数量が増減する。そして、棚に収納されている物品の数量を把握することは物品を管理するにあたっての重要な課題となっている。例えば、店舗内に設置される商品陳列用の棚では、商品の数量を把握して、物品の異常状態として商品が万引きされる状態を検出したいという要求がある。

物品の数量をデータとして管理するためには、測定値を電気信号として出力する重量計によって物品の重量を測定することが考えられる。そして、このような重量計としては電磁式およびロードセル式（電気抵抗線式）が一般的に知られている。しかし、電磁式の重量計は小型化が難しく、棚に適用する場合には収納スペースや広告スペースが狭くなってしまう上に、消費電力が大きく、制御装置も必要となるなど、欠点が多くて不向きである。

そこで従来より、ロードセル式の重量計を収納スペースに設け、当該収納スペース内の物品の数量を求めて、管理する技術が提案されている。例えば、このような棚卸し装置が特許文献１に記載されている。

特開平１０−０１７１２１号公報

ところが、特許文献１に記載の装置は、物品の数量を把握できなければ目的をまったく達成できない装置である（検出誤差がでるようであれば、結局、店員が棚卸しをしなければならず装置としての用をなさない）。そのため、特許文献１に記載の装置には、取り扱う全種類の物品１つ１つの重量を確実に検出するだけの高い精度が要求されるという事情がある。したがって、特許文献１に記載の装置は、測定精度を上げるために、棚板上の加重を金属板で受けることにより、物品の荷重を直接的に金属板に伝達し、このときの金属板に生じる歪みをストレンゲージで検出する構造となっており、比較的高価な装置として構成されている。

一方、先述のように、物品の盗難を検出しようとする場合、１つ２つの商品であれば店舗側の被害も少額で済むが、商品をケースごと万引きされるような事態が起こればその被害は甚大となる。つまり、物品の盗難を検出することを目的とする場合には、高精度で高価な装置を導入して少量の商品の盗難を検出できるようにしても費用対効果の面で適当ではないが、多量の商品が盗まれるような事態を検出できれば利用価値がある。

ところで昨今の技術的進歩により、市場には安価な圧力センサが供給されるようになってきた。このような圧力センサは、ダイアフラムと呼ばれる受圧部を備えており、受圧部に加わる圧力を電気信号として出力する構造となっている。ところが、特許文献１に記載の装置では、先述のように、圧力センサとしてストレンゲージが提案されているものの、ストレンゲージの代わりに、安価な圧力センサを採用することができない構造である。

すなわち、特許文献１に記載の技術では、装置が高価であり、かつ、市販品と組み合わせて装置コストを抑制することも容易でないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、棚に収納された物品の重量変化を簡易かつ安価な構成で検出して、装置コストを抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、棚に収納されている物品の異常を検出する異常検出装置であって、内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサとを備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る異常検出装置であって、前記圧力センサは、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の減少を検出することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る異常検出装置であって、前記圧力センサは、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の増加を検出することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、物品を収納する棚であって、少なくとも１つの収納スペースを形成する筐体と、前記収納スペースに収納された物品の異常を検出する異常検出装置と、前記異常検出装置の検出結果に応じた出力を行う出力手段とを備え、前記異常検出装置は、内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサとを備えることを特徴とする。

請求項１ないし３に記載の発明は、棚に収納されている物品の異常を検出する異常検出装置であって、内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサとを備えることにより、市販品を用いた簡易な構成で実現できるため、コストを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、支持部材の内部に封入された流体の圧力の減少を検出することにより、物品が異常に減少したことを検出できる。

請求項３に記載の発明は、支持部材の内部に封入された流体の圧力の増加を検出することにより、物品が異常に増加したことを検出できる。

請求項４に記載の発明は、物品を収納する棚であって、少なくとも１つの収納スペースを形成する筐体と、収納スペースに収納された物品の異常を検出する異常検出装置と、異常検出装置の検出結果に応じた出力を行う出力手段とを備え、異常検出装置は、内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサとを備えることにより、収納された物品の数量に変動が生じたことを、極めて簡易な構成で検出することができる。したがって、コストを抑制しつつ適切な監視が可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。

＜１． 実施の形態＞
図１は、本発明に係る棚１を備えた商品管理システム１００の構成例を示す図である。商品管理システム１００は、棚１、監視カメラ２および管理端末３を備えている。なお、図１において詳細は図示しないが、棚１、監視カメラ２および管理端末３は、互いにネットワークを介したデータ通信が可能な状態で接続されている。このようなネットワークとして、例えば、店舗内に設置された構内ＬＡＮや無線ＬＡＮ等が考えられるが、これに限定されるものではなく、インターネットや公衆網を採用してもよい。また、商品管理システム１００は、在庫管理システムやＰＯＳシステム等と連動するように構成されていてもよい。

本実施の形態における棚１は、複数の収納スペース９を形成する立方体形状の筐体１０を備えており、物品として店舗内に陳列される商品を収納する陳列棚として構成されている。なお、図１では６つの収納スペース９を図示しているが、収納スペース９の個数はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの収納スペース９が筐体１０によって形成されていればよい。また、収納スペース９の形状は立方体形状に限定されるものではなく、収納される商品の形状や店舗内におけるレイアウトに応じて決定されればよい。

図２は、棚１の構成を示すブロック図である。図１では図示を省略したが、棚１は、各種データの演算を行うとともに棚１が備える各構成を制御するＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１によって実行されるプログラムを格納するＲＯＭ１２、およびＣＰＵ１１の一時的なワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ１３を備えており、一般的なマイクロコンピュータとしての機能を有している。

また、棚１は、物品の状態を出力する構成として、ＬＥＤ１４およびスピーカ１５を備えている。ＬＥＤ１４は物品の状態を光の点滅として出力し、スピーカ１５は物品の状態を音声データを再生することにより出力する。さらに、棚１は、管理端末３および異常検出装置４との間でデータ通信を行うための通信部１６を備えている。

本実施の形態における棚１は異常検出装置４から得られる検出結果（異常検出装置４の出力信号）に応じてＣＰＵ１１によって物品の状態をさらに判定し、その判定結果に応じた出力をＬＥＤ１４やスピーカ１５によって行う。これにより棚１は、物品の異常を周囲に通報することが可能とされている。また、棚１は、ＣＰＵ１１の判定結果等を通信部１６を介して管理端末３に伝達することにより、棚１から離れた遠方の店員等にも物品の異常を知らせることができる。

監視カメラ２は、一般的なデジタルカメラとしての機能を有しており、店舗内の天井や柱等に固定される。また、監視カメラ２は、管理端末３によって制御され、撮像範囲内の被写体を撮像することによりデジタル画像データを作成し、当該デジタル画像データを管理端末３に向けて送信する。そして、監視カメラ２の撮像範囲は棚１の周囲が含まれるように設定されており、監視カメラ２は棚１の周囲の情報を収集する情報収集端末として構成されている。なお、監視カメラ２は静止画を撮像するスチルカメラであってもよいし、動画を撮像するビデオカメラであってもよい。

詳細は図示しないが、管理端末３は、一般的なパーソナルコンピュータ（サーバ装置）としての構成を備えており、棚１から送信されるデータ（物品の状態を示すデータ等）に応じて、監視カメラ２による撮像のタイミングを決定する機能を有している。また、管理端末３は、棚１や監視カメラ２から送信されるデータをディスプレイに表示するとともに、これらのデータを大容量のハードディスク装置に記録する機能も有している。

このように、商品管理システム１００が管理端末３を備えていることにより、例えばバックヤードに控えるオペレータや店員であっても、管理端末３のディスプレイに表示されたデータ（文字や画像）を確認することによって、棚１における物品の異常を確認できる。また、商品管理システム１００は、商品が盗難されたと判定されたときに監視カメラ２による撮像を行うことができ、効率的な情報収集が可能となる。

図３は、棚１において１つの収納スペース９を形成する部分を拡大して示す図である。図３に示すように、各収納スペース９の床板を形成する横板部１７が設けられている。なお、図３では内部構造を図示するために、横板部１７の（＋Ｙ）側の面（前面）の一部を切り取った状態で図示している。また、図３に示す収納スペース９には３つの瓶からなる物品８が収納されている。

図４は、図３に示す二点鎖線IV−IVで切断した状態の棚１を（＋Ｚ）方向から（−Ｚ）方向に見た図である。ただし、図４では収納スペース９に収納された物品８を省略している。図４に示すように、本実施の形態における棚１は背板が存在しておらず、前面からだけでなく、（−Ｙ）側からも物品８の搬入出が可能なように構成されている。

図３および図４に示すように、棚１の収納スペース９には、当該収納スペース９に収納された物品８の異常を検出する異常検出装置４が設置される。異常検出装置４は、チューブ部材（支持部材）４０、圧力センサ４１および棚板４２を備えており、通信部１６との間のインターフェース規格（例えばＵＳＢ等）によって棚１に接続されている。

チューブ部材４０は、内部が中空の円筒状の部材である。チューブ部材４０の一方端は封止されており、他端は圧力センサ４１に連結されている。これにより、チューブ部材４０の内部は密閉された空間となっており、当該内部には流体としての空気が封入されている。なお、チューブ部材４０に封入される流体としては、空気以外の気体（例えば不活性ガス等）であってもよいし、気体ではなく水などの液体であってもよい。

チューブ部材４０は、外力によって内部容積が可逆的に変化する材質で構成されている。このようなチューブ部材４０を構成する物質としては、例えばゴムや塩化ビニル、シリコン等を採用することができるが、内部に封入された流体が容易に漏れ出さないものが好ましい。

チューブ部材４０は、図４に示すように、棚板４２の裏面周端部に配置されている。このような構成により、チューブ部材４０は棚板４２からの荷重に対して容易に変形する一方で、内部に封入された流体の圧力によって収納スペース９に収納された物品の荷重を支持する機能を有している。また、棚板４２の周辺部を支持する位置にチューブ部材４０を配置することにより、偏置荷重に対しても後述する圧力センサ４１により良好な出力を得ることができる。

圧力センサ４１は、ダイヤフラムを有する受圧部を備えた一般的なセンサであって、先述のように、チューブ部材４０の片端が連結される。このように構成することにより、チューブ部材４０内の流体の圧力が圧力センサ４１の受圧部に作用する構造となり、圧力センサ４１は、チューブ部材４０の内部に封入された流体の圧力の変化を検出することが可能となる。

本実施の形態における異常検出装置４では、圧力センサ４１の検出結果は、異常検出装置４の検出結果として通信部１６を介して棚１のＣＰＵ１１に伝達される。なお、圧力センサ４１としては、一般に市販されている歪みゲージ式、薄膜式、あるいは半導体式等の様々なタイプを採用可能であり、チューブ部材４０に封入される流体の性質等に応じて適宜選択することが可能である。

棚板４２は、収納スペース９内に水平姿勢で配置される略板状の部材であって、収納スペース９の水平方向の面積よりも、Ｙ軸方向にわずかに短いサイズの部材である。棚板４２は、横板部１７のＹ軸方向両端に設けられる凸部によってＹ軸方向への移動を規制されており、筐体１０の縦板によってＸ軸方向への移動を規制されている。

一方、棚板４２は、Ｚ軸方向の移動は規制されておらず、上下方向には移動可能な状態となっている。すなわち、棚板４２は筐体１０に固設されることなく、はめ込まれた状態となっており、筐体１０が棚板４２を上下方向に案内するガイド部材を構成している。

また、棚板４２の上面は、図３に示すように、物品８が載置される載置面を形成しており、下面はチューブ部材４０の上面に当接している。このような構成により、棚板４２は異常検出装置４における秤の「受け皿」の機能を担っており、棚板４２上の物品８の荷重はチューブ部材４０内の流体の圧力によって支持される構造となる。

このような構造により、異常検出装置４では、棚板４２に載置される物品８の重量変化が、当該物品８の荷重を支持するチューブ部材４０に作用する外力変化に変換される。そして、さらに当該外力変化は、チューブ部材４０の内部に封入された流体の圧力変化に変換され圧力センサ４１によって検出される。すなわち、従来の装置と異なり、本実施の形態における異常検出装置４は、物品の荷重をチューブ部材４０に封入された流体を介して間接的に圧力センサ４１に伝達する構造となっている。

したがって、異常検出装置４が設置された収納スペース９から物品８が取り出されると、棚板４２を介してチューブ部材４０内の流体に作用する圧力が低下し、圧力センサ４１から出力される値（当該流体の圧力を示す値）が減少する。一方、当該収納スペース９に物品８が搬入されると、棚板４２を介してチューブ部材４０内の流体に作用する圧力が増加し、圧力センサ４１から出力される値が増加する。

先述のように、本実施の形態における異常検出装置４は、圧力センサ４１の出力をそのまま異常検出装置４の出力として扱う。すなわち、圧力センサ４１の出力値が減少したときに、物品８が減少したというステータス異常を検出したとして、棚１のＣＰＵ１１に圧力センサ４１の出力値とともに検出結果を伝達する。また、圧力センサ４１の出力値が増加したときは、物品８が増加したというステータス異常を検出したとして、ＣＰＵ１１に圧力センサ４１の出力値とともに検出結果を伝達する。さらに、出力値が変動していない場合も、異常なしという検出結果を圧力センサ４１の出力値とともにＣＰＵ１１に伝達する。

このように異常検出装置４は、出力値（検出結果）として圧力センサ４１の出力値をそのまま用いることにより、チューブ部材４０の内部に封入された流体の圧力の変化を物品８の異常として検出する。一般に市販されている汎用の圧力センサも出力（端子等）は備えているため、異常検出装置４はチューブ部材４０および圧力センサ４１として一般市販品を採用することが可能である。

すなわち、市販のチューブ部材４０の一方端を密封し（この場合空気が流体として封入される）、他方端を市販の圧力センサ４１に連結するだけで異常検出装置４は極めて簡易に製作することができる。したがって、異常検出装置４は従来の装置に比べて非常に安価に製造することが可能である。

先述のように、異常検出装置４からの出力はＣＰＵ１１にそのまま伝達される。本実施の形態では、異常検出装置４の検出結果に応じて、棚１のＣＰＵ１１がこれを解析し、検出された「異常」への対応を決定する。言い換えれば、商品管理システム１００では、異常検出装置４によって検出された「異常」を、そのまま店舗としての「異常」とみなすわけではない。

具体的には、異常検出装置４は所定の周期で出力値を棚１に伝達しており、棚１のＣＰＵ１１は、異常検出装置４から得られる出力値を毎回ＲＡＭ１３に記憶する。

次に、ＣＰＵ１１は、前回得られた出力値と最新に得られた出力値との差（変動値）を求め、当該変動値の絶対値が、予め設定されＲＡＭ１３に格納されている閾値よりも小さい場合は、「異常なし」とみなして、何らの出力も行わない。これにより、棚１は、異常検出装置４（圧力センサ４１）の異常検出感度が必要以上に高すぎる場合であっても、誤報を抑制することができる。

一方、変動値の絶対値が閾値以上である場合は、変動値の正負を判定し、「正」であれば「物品の増加異常」と判定し、「負」であれば「物品の減少異常」と判定する。

一般に、「異常」として検出すべき変動値は、物品８の種類に応じて異なるものである。物品８の減少についていえば、減少した重量が同じでも、物品８を構成する商品１つあたりの重量によって、１個の商品が減少したのか、１０個の商品が減少したのか、状況は異なる。また、商品によってまとめ買いされるものや、そうでないものもあり、減少した個数が同じでも物品の状態として「異常」か否かは異なる。

また、店舗の営業時間内であれば、１つ２つの商品の減少は顧客による正規の購入である可能性が高く、これを異常と判定すれば誤報が増大する。したがって、一度に多数の物品８が減少した場合のみ「異常」と判定して、少なくとも商品がケースごと多量に盗難されるような場合については検出するようにするのが好ましい。一方、営業時間外であれば、店内に顧客はいないと考えられるので、例え少量の物品８の減少であったとしても、「異常」と判定するのが好ましい。

したがって、本実施の形態における棚１は、収納スペース９（異常検出装置４）ごとにそれぞれ閾値をＲＡＭ１３に記憶しており、各物品（各収納スペース９に収納される物品）について、どの程度の重量変化を「異常」と判定すべきかを、当該閾値を変更することによって調整できるように構成されている。なお、同じ物品であっても、増加であるか減少であるかによって異常と判定すべきか否かが異なるので、それぞれの場合ごとに異なる閾値を用いてもよい。

棚１のＣＰＵ１１が「異常」と判定した場合、ＣＰＵ１１は、ＬＥＤ１４を点滅させるとともに、スピーカ１５に音声データを再生させることにより警告音を鳴らす。これによって、万引き等をしようとする者に対して威嚇や店員への通報、あるいは注意喚起等を行うことができる。

また、棚１のＣＰＵ１１は、異常と判定した結果を管理端末３に伝達する。この場合、管理端末３は、ディスプレイに警報画面を表示してオペレータに通報するとともに、監視カメラ２に棚１の周囲を撮影させる。これによって、先述のように、バックヤード等に控えている店員にも異常を知らせることができる。また、「異常」を検出した場合に、監視カメラ２に撮影を行わせることにより、常に撮影する場合に比べて、効率よく情報収集することができる。

＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、棚１のＲＡＭ１３に格納されている閾値を変更することによって「異常」と判定する状態を変更するように構成した。しかし、チューブ部材４０と圧力センサ４１との間に、断面積の異なる２つのピストンからなる秤量変換アタッチメントを接続することにより、変更してもよい。あるいは、感度の異なる圧力センサ４１を適宜選択してもよい。

また、商品管理システム１００が備える情報収集端末としては、映像情報を取得する監視カメラ２に限定されるわけではなく、音声情報を取得するマイク等であってもよい。

また、チューブ部材４０を渦巻き状にして、横板部１７のほぼ全面に当接するように構成してもよい。あるいは支持部材をチューブ部材４０のような円筒形状ではなく、座布団状としてもよい。あるいは面状の支持部材の周囲を筐体１０の横板部１７（あるいは棚板４２）に密着させ、支持部材と横板部１７（棚板４２）との間に流体を封入する構造を採用してもよい。すなわち、支持部材は上方向からの物品の荷重を内部に封入した流体の圧力に変換できる構造であれば、どのような構造が採用されてもよい。

また、商品管理システム１００において、店員の行動とリンクさせることによって「異常」であるか否かの判定精度を向上させてもよい。例えば、物品８の補充を行うことを予め店員が管理端末３等から入力したときは、物品８が増加しても「正常」と判定するように構成してもよい。

また、物品８の重量変化の大きさに応じて、棚１における出力方法を段階的に変更してもよい。例えば、変動値の絶対値が小さいときはＬＥＤ１４を点滅させるだけに止め、大きいときはスピーカ１５による警告音を再生するように構成してもよい。

また、異常検出装置４にマイクロコンピュータを搭載して、ＣＰＵ１１の機能を異常検出装置４において実現してもよい。

本発明に係る棚を備えた商品管理システムの構成例を示す図である。 棚の構成を示すブロック図である。 棚において１つの収納スペースを形成する部分を拡大して示す図である。 図３に示す二点鎖線IV−IVで切断した状態の棚を（＋Ｚ）方向から（−Ｚ）方向に見た図である。

符号の説明

１ 棚
１０ 筐体
１１ ＣＰＵ
１４ ＬＥＤ
１５ スピーカ
２ 監視カメラ
３ 管理端末
４ 異常検出装置
４０ チューブ部材
４１ 圧力センサ
４２ 棚板
８ 物品
９ 収納スペース

Claims (4)

1. 棚に収納されている物品の異常を検出する異常検出装置であって、
   内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、
   前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサと、
   を備えることを特徴とする異常検出装置。
2. 請求項１に記載の異常検出装置であって、
   前記圧力センサは、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の減少を検出することを特徴とする異常検出装置。
3. 請求項１または２に記載の異常検出装置であって、
   前記圧力センサは、前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の増加を検出することを特徴とする異常検出装置。
4. 物品を収納する棚であって、
   少なくとも１つの収納スペースを形成する筐体と、
   前記収納スペースに収納された物品の異常を検出する異常検出装置と、
   前記異常検出装置の検出結果に応じた出力を行う出力手段と、
   を備え、
   前記異常検出装置は、
   内部に封入された流体の圧力によって物品の荷重を支持する支持部材と、
   前記支持部材の内部に封入された流体の圧力の変化を検出する圧力センサと、
   を備えることを特徴とする棚。

Images